河口潮滩湿地完全氨氧化菌的菌群动态及其氧化亚氮产生机制

Complete ammonia oxidizers (Comammox, also known as complete nitrifiers) were recently discovered microorganisms which can as single organisms catalyze both ammonia oxidation and nitrite oxidation. The discovery of Comammox has fundamentally changed our view of nitrification. Estuary wetlands are important natural ecosystems; however, there are so far no detailed studies conducted on community structure, abundance and activity of Comammox in this type of environment. Therefore, the objectives of this project are by utilizing combined molecular biology and isotopic tracer techniques to study dynamics of Comammox in the intertidal sediments of the Yangtze Estuary; to estimate the contribution of Comammox to nitrification; to reveal the mechanism of associated nitrous oxide production and so as to have a better understanding of the processes of nitrogen cycle in estuary wetlands.

完全氨氧化菌(又称全程硝化菌)是近年来新发现的能够独自催化氨氧化和亚硝氮氧化的微生物，其发现极大的改观了对硝化作用以往的认识。河口潮滩湿地是重要的自然生态系统类型，但是目前有关河口潮滩湿地环境中完全氨氧化菌的菌群结构、丰度和活性还缺乏深入系统的研究。为此，本项目选取长江口潮滩湿地作为典型研究区，综合运用分子生物学和同位素示踪技术，研究河口潮滩湿地内完全氨氧化菌的菌群动态变化特征；揭示完全氨氧化菌对硝化过程的贡献；并探讨其相关的氧化亚氮产生机理；以期深化对河口潮滩湿地氮循环过程的理论认识。

完全氨氧化菌(又称全程硝化菌)是近年来新发现的能够独自催化氨氧化和亚硝氮氧化的微生物，其发现极大的改观了对硝化作用以往的认识。河口潮滩湿地是重要的自然生态系统类型，但是目前有关河口潮滩湿地环境中完全氨氧化菌的菌群结构、丰度和活性还缺乏深入系统的研究。为此，本项目综合运用分子生物学、生物信息学以及现代分析技术研究了中国滨海湿地完全氨氧化菌的菌群动态变化和环境响应；长江口边滩以及崇明岛东滩完全氨氧化菌群落特征；南流江河口盐度梯度下不同硝化菌分布。同时，对氨氧化过程中氧化亚氮等活性氮气体的排放机理和通量进行了对比研究。此外，深入探讨了硝化微生物对新兴污染物的生物转化特性。结果显示，完全氨氧化菌在滨海湿地环境中广泛存在且以A型为主导类型；呈现出对潮汐、盐度等环境因子的适应特征；以羟胺氧化的非生物方式释放氧化亚氮；以及对多种抗生素、农药等具有显著且独特的生物转化能力。该项目的研究成果对深入探讨完全氨氧化菌在滨海湿地的生理生态功能和环境调控机制具有重要的指导意义。